3D打印高性能聚醚醚酮的制備及其摩擦學(xué)性能研究

3D打印高性能聚醚醚酮的制備及其摩擦學(xué)性能研究3D打印高性能聚醚醚酮的制備及其摩擦學(xué)性能研究

摘要：

近年來(lái)，隨著3D打印技術(shù)的飛速發(fā)展，高性能聚合物材料的制備成為研究的熱點(diǎn)。本研究以聚醚醚酮（PEEK）為例，通過(guò)3D打印技術(shù)制備出高性能PEEK材料，并對(duì)其摩擦學(xué)性能進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，3D打印的PEEK材料具有優(yōu)異的機(jī)械性能和摩擦學(xué)性能，表明該材料在摩擦學(xué)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

1.引言

摩擦學(xué)是研究物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)因接觸面上相互間的力而產(chǎn)生的阻力和摩擦現(xiàn)象的學(xué)科。隨著工程領(lǐng)域?qū)Ω咝阅懿牧闲枨蟮牟粩嘣黾?，高性能聚合物材料已成為研究的熱點(diǎn)。聚醚醚酮（PEEK）由于其優(yōu)異的力學(xué)性能、化學(xué)穩(wěn)定性和耐熱性，在摩擦學(xué)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

2.實(shí)驗(yàn)方法

2.1材料制備

本實(shí)驗(yàn)采用商業(yè)PEEK粉末作為原料，通過(guò)3D打印技術(shù)制備PEEK材料。首先將PEEK粉末和適量的添加劑混合，并在合適的溫度下進(jìn)行熔融混合，得到熔膠。然后將熔膠注入3D打印機(jī)中，按照預(yù)定的參數(shù)進(jìn)行打印，制得所需形狀的PEEK樣品。

2.2摩擦學(xué)性能測(cè)試

使用旋轉(zhuǎn)摩擦試驗(yàn)機(jī)對(duì)3D打印的PEEK材料的摩擦學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試。試樣與摩擦副表面之間施加一定的正壓力，用金屬球拖曳在試樣表面旋轉(zhuǎn)，記錄摩擦系數(shù)。

3.結(jié)果與討論

3.13D打印PEEK材料的力學(xué)性能

通過(guò)拉伸實(shí)驗(yàn)測(cè)試了3D打印PEEK材料的力學(xué)性能。結(jié)果表明，該材料具有優(yōu)異的拉伸強(qiáng)度和彈性模量，滿足高性能材料的要求。

3.23D打印PEEK材料的摩擦學(xué)性能

摩擦學(xué)性能測(cè)試結(jié)果顯示，3D打印的PEEK材料具有低摩擦系數(shù)和穩(wěn)定的摩擦系數(shù)曲線。在不同工況下，PEEK材料的摩擦系數(shù)基本穩(wěn)定，表明其在高溫和高壓工況下仍具有出色的摩擦學(xué)性能。

4.結(jié)論

本研究通過(guò)3D打印技術(shù)制備了高性能PEEK材料，并對(duì)其摩擦學(xué)性能進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，3D打印的PEEK材料具有優(yōu)異的力學(xué)性能和摩擦學(xué)性能。所得結(jié)論為開(kāi)發(fā)高性能聚合物材料以及優(yōu)化摩擦學(xué)性能提供了一種新的途徑。然而，仍有一些問(wèn)題需要進(jìn)一步研究和解決，如打印參數(shù)優(yōu)化、材料壽命及成本控制等。隨著3D打印技術(shù)的不斷發(fā)展，相信高性能聚醚醚酮材料在摩擦學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用前景將更廣闊本研究通過(guò)使用3D打印技術(shù)成功制備了高性能的聚醚醚酮（PEEK）材料，并對(duì)其力學(xué)和摩擦學(xué)性能進(jìn)行了測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該3D打印的PEEK材料具有出色的拉伸強(qiáng)度和彈性模量，滿足高性能材料的要求。同時(shí)，在摩擦學(xué)性能測(cè)試中，PEEK材料表現(xiàn)出低摩擦系數(shù)和穩(wěn)定的摩擦系數(shù)曲線，顯示出在高溫和高壓工況下仍具有出色的性能。這些發(fā)現(xiàn)為開(kāi)發(fā)高性能聚合物材料和優(yōu)化摩擦學(xué)性能提供了新的途徑。然而，仍有一些問(wèn)題需要進(jìn)一步研究